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?專業(yè)級植保無人機(jī)未來之路 是燃油還是電力?

發(fā)布日期:2017-01-16??來源:慧聰機(jī)械網(wǎng)我要投稿我要評論
 

在如今一個(gè)注重環(huán)保的年代,很多人都想過,用電力驅(qū)動的汽車來代替消耗燃油的汽車。畢竟電力在很多人心目中是綠色清結(jié)的能源。然而這種綠色能源還存在很多技術(shù)上的不足,充電時(shí)間過長以及續(xù)航力不足的問題直到今依然是未能解決。那么問題就來了,究竟是使用便利的燃油還是環(huán)保的綠色能源呢?兩者間又能否取長補(bǔ)短?

汽車作為遠(yuǎn)程代步的工具發(fā)明出現(xiàn),在其發(fā)展的過程當(dāng)中和人的關(guān)系更加以實(shí)用為基礎(chǔ)。同為工具型代表的無人機(jī),其實(shí)某種程度上跟這段已經(jīng)被驗(yàn)證過的發(fā)展史,自然有息息相關(guān)的地方。

無人機(jī)領(lǐng)域里的Tesla代不代表未來?

自無人機(jī)火爆市場成為寵兒的這四五年時(shí)間里,誰是這個(gè)領(lǐng)域里的Tesla?回答這個(gè)問題之前,得好好先捋一捋無人機(jī)的發(fā)展史。

無人機(jī)(UAV,unmannedaerialvehicle)——其實(shí)看英文名,仍然它不可避免地與汽車掛上關(guān)系,在未迎來技術(shù)革新和門檻降低之前,一直是各國軍方致力科研和實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物。站在今天回望過去,無人機(jī)少說也有快100歲了:一戰(zhàn)期間,在斯佩里等人的軍方支持下,世界第一架無人機(jī)誕生在美國,他們將一架有人駕駛飛機(jī)改裝成無人機(jī)進(jìn)行試飛,可惜所有實(shí)驗(yàn)全部失敗,但這里頭取得的經(jīng)驗(yàn)和資料,為16年后二戰(zhàn)前夕第一架無人靶機(jī)的研制成功奠定了基礎(chǔ)。

在20世紀(jì)里面,無論熱戰(zhàn)還是冷戰(zhàn),都客觀上為人類科技進(jìn)步提供了催化劑。

之后的戰(zhàn)爭行動中,無人機(jī)的出場次數(shù)愈加頻繁,無論是60-70年代的越南戰(zhàn)爭、70-80年代的中東戰(zhàn)爭,還是90年代初的海灣戰(zhàn)爭,它的崛起進(jìn)入了加速階段。當(dāng)然,執(zhí)行這種高精尖的軍事任務(wù),所有的無人機(jī)都是燃油驅(qū)動。

以至于迎來黃金發(fā)展期后,伴隨導(dǎo)航飛控和發(fā)動機(jī)技術(shù)的提升,無人機(jī)的性能優(yōu)越性,讓它的商業(yè)價(jià)值也水漲船高。軍機(jī)市場預(yù)測機(jī)構(gòu)蒂爾集團(tuán)早在2013年無人系統(tǒng)國際協(xié)會(AUVSI)會議上就公布全球預(yù)測:未來10年全球無人機(jī)花費(fèi)將翻番,由2014年52億美元增至2023年116億美元,總規(guī)模達(dá)840億元,年均復(fù)合增長10.8%。其中,無人航空系統(tǒng)研發(fā)投入將從2014年19億美元增至2023年40億美元,采辦費(fèi)用從33億美元增至76億美元。

雖然這份三年前的預(yù)測只是針對軍機(jī)市場,但不難看出民用無人機(jī)市場同等勢能的未來爆炸性。原因無外乎兩點(diǎn):互聯(lián)網(wǎng)傳播技術(shù)的普及化和深度滲透,讓飛控技術(shù)開源進(jìn)一步由軍用擴(kuò)散到民用領(lǐng)域,資本熱錢對行業(yè)趨勢的熱捧,讓同軍用無人機(jī)相比的低制造成本成為可能。

于是,才有了采用電動直驅(qū)多旋翼作為撒手锏領(lǐng)頭殺出的大疆,以及在它身后諸多應(yīng)勢而起的消費(fèi)級無人機(jī)。那么之前的那個(gè)問題應(yīng)該可以這么回答:已經(jīng)占據(jù)了80%全球市場的大疆是民用無人機(jī)領(lǐng)域里的Tesla,但是,消費(fèi)級無人機(jī)市場的功用和天花板顯而易見,正如前《連線》雜志主編、《創(chuàng)客》一書作者的克里斯·安德森所說:“無人機(jī)就像是智能手機(jī),只是會飛。”

Tesla會不會是汽車產(chǎn)業(yè)的未來?不知道,但它的出現(xiàn)帶動了產(chǎn)業(yè)興起是一定的——就像大疆一樣。

燃油VS電動——工業(yè)級無人機(jī)的取舍

除了自拍,我們應(yīng)該還干點(diǎn)什么?這一點(diǎn),就不是消費(fèi)級無人機(jī)能夠回答的問題了。

先把目光轉(zhuǎn)向日本:11月,雅馬哈將要上市一款10月份發(fā)布的農(nóng)業(yè)無人機(jī)FrazerR。作為一款農(nóng)業(yè)無人機(jī),F(xiàn)razerR每次最多可攜帶32升藥劑,噴灑農(nóng)田近四公頃。大載重、高時(shí)長,顯然,F(xiàn)razerR配備了一個(gè)燃油噴射發(fā)動機(jī),具備了直徑排氣功能和更好的壓縮率,功率輸出可以達(dá)到20.6kW。售價(jià)上也不便宜,87萬人民幣——因?yàn)檫@是一臺油動無人直升機(jī)。

雅馬哈在農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)上的首秀,最早要追溯到1997年,當(dāng)時(shí)推出一款推出一款叫Rmax的無人機(jī),供本國農(nóng)業(yè)使用。

與日本相比,中國在商用農(nóng)業(yè)無人機(jī)領(lǐng)域的打破時(shí)間,應(yīng)該是2005年極飛科技的成立,此后他們研制出來專門適用于農(nóng)業(yè)植保的無人機(jī),也逐漸開始在西北地區(qū)大范圍使用。但不出意料的是,無論是以消費(fèi)級無人機(jī)起家的大疆,還是專注于農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的極飛,在他們新推出的無人機(jī)機(jī)型動力都由電力輸出,于是,單位面積農(nóng)田內(nèi)使用頻次高,單次使用時(shí)長短,無法進(jìn)行大載重,讓使用效率并沒有實(shí)現(xiàn)本質(zhì)上的提升。

這是在現(xiàn)有電池技術(shù)的情況下,采用電動輸出無人機(jī)一時(shí)半會還無法解決的問題。然而在國內(nèi),在工業(yè)級無人機(jī)領(lǐng)域,也存在著為數(shù)不多的采用燃油作為動力輸出的無人機(jī)團(tuán)隊(duì),致力從改變動力輸出方式,來解決這一問題。

從純技術(shù)上來說,油動直驅(qū)多旋翼無人機(jī)控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速快慢的方式,是通過飛控控制舵機(jī)來改變發(fā)動機(jī)油門的大小,進(jìn)而來控制其飛行姿態(tài)。但因?yàn)槿加桶l(fā)動機(jī)的震動相對于電機(jī)而言,仍然比較大,在抗風(fēng)性和發(fā)動機(jī)選擇上,都難以與電動直驅(qū)多旋翼無人機(jī)相媲美,因此,這對一架油動多旋翼無人機(jī)的飛控系統(tǒng),提出了更高的要求。

無獨(dú)有偶,2016年12月8日正式發(fā)布的常峰“天馬-1”無人機(jī),卻是由一撥從哈爾濱工程大學(xué)自動化實(shí)驗(yàn)室里出來的90后學(xué)生團(tuán)隊(duì)打造,創(chuàng)始人趙自超3年前在大學(xué)開始接觸并研發(fā)油動直驅(qū)多旋翼無人機(jī)的飛控系統(tǒng),但因?yàn)橐呀?jīng)決定自主創(chuàng)業(yè)并早在獲邀前2個(gè)月成立了公司,現(xiàn)在他所率領(lǐng)的常峰團(tuán)隊(duì),反而成為國內(nèi)油動直驅(qū)多旋翼無人機(jī)的佼佼者:今年4月份常峰“天馬-1”無人機(jī)剛剛與新疆的一家公司合作,完成2萬畝農(nóng)業(yè)植保的藥物噴灑工作,接下來,這臺有效載重30kg、續(xù)航時(shí)間2.5小時(shí)、能夠單天作業(yè)面積達(dá)到1500畝的“天馬-1”,還會陸續(xù)東進(jìn)北上進(jìn)行東北和中原地區(qū)的農(nóng)業(yè)植保工作。

這隊(duì)90后學(xué)生的團(tuán)隊(duì),剛好碰上了這種時(shí)代產(chǎn)品的浪潮上了。既然如此,那就是時(shí)候從實(shí)驗(yàn)室走出來,乘上這股浪潮,大展拳腳。

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